DE3318480A1

DE3318480A1 - Thyristor-controlled rectifier having a good dynamic response during partial load

Info

Publication number: DE3318480A1
Application number: DE19833318480
Authority: DE
Inventors: Werner Ing Grad Finke; Klaus Ing Grad Reuschel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1983-05-18
Filing date: 1983-05-18
Publication date: 1984-11-22

Abstract

In order to improve the dynamics of mains-supplied thyristor-controlled DC supply apparatuses during partial load, a division of the inductor on the DC side into a partial inductor (L1) having a linear characteristic and a partial inductor (L2) having a highly non-linear behaviour is provided. <IMAGE>

Description

Thyristorgeregelter Gleichrichter mit gutemThyristor regulated rectifier with good

dynamischen Verhalten bei Teillast Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein netzgespeistes, thyristorgeregeltes Gleichstromversorgungsgerät mit gleidhstromseitiger Drossel.dynamic behavior at part load Description The invention relates on a mains-fed, thyristor-regulated DC power supply unit with power-side throttle.

Derartige Drosseln werden bei Lade- oder Netzgeräten zur Glättung des Laststromes eingesetzt. Bekannt ist es, für diesen Zweck sättigbare Drosseln vorzusehen (Firmenblatt Z 019, Ausgabe 06/76 der Firma Vacuumschmelze GmbH, Hanau). Die mit einer solchen Drossel erzielbare Induktivitätsänderung reicht jedoch nicht aus, ein gleichmäßig gutes dynamisches Verhalten des Geräts sowohl bei Volllast als auch bei Teillast zu gewährleisten. Im Bereich geringer Teilbelastung des Gleichstromversorgungsgeräts durch den Verbraucher tritt nämlich infolge des Übergangs in den Lückbetrieb des Stromrichters ein ungünstiges dynamisches Verhalten auf. Die Regelstrecke besitzt im LUckbereich eine andere Verstärkung als außerhalb des Lückbereiches, auf die der Regler für die Thyristoren nur schlecht bzw. mit erheblichem Aufwand abgestimmt werden kann.Such chokes are used for smoothing in charging or power supply units of the load current used. It is known to use saturable chokes for this purpose to be provided (company sheet Z 019, edition 06/76 of the company Vacuumschmelze GmbH, Hanau). However, the change in inductance that can be achieved with such a choke is not sufficient off, a consistently good dynamic behavior of the device both at full load as well as under partial load. In the area of low partial load on the DC power supply unit by the consumer occurs as a result of the transition to the intermittent operation of the Converter exhibits unfavorable dynamic behavior. The controlled system has a different gain in the gap area than outside the gap area to which the controller for the thyristors only badly or with a considerable amount Effort can be coordinated.

Der Einsatz einer größeren Sättigungsdrossel schafft - abgesehen von den höheren Kosten - keine Abhilfe, da die Drossel ungewollt auch eine größere Spannungs-Zeitfläche aufnimmt, was nicht vermeidbar ist. Die Drosselwirkung zwischen Teillast und Nennlast ist mithin bei der bekannten Ausführung nur in relativ geringen Grenzen variierbar.The use of a larger saturable reactor creates - apart from the higher costs - no remedy, since the throttle unintentionally also has a larger voltage-time area absorbs what cannot be avoided. The throttling effect between part load and nominal load can therefore only be varied within relatively small limits in the known design.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleichstromversorgungsgerät der eingangs genannten Art anzugeben, das auch beim Betrieb mit Teillast ein gutes regeldynamisches Verhalten aufweist.The invention is based on the object of a DC power supply device of the type mentioned at the beginning, which is a good one even when operating with partial load has dynamic behavior.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is characterized by what is stated in claim 1 Features solved.

Durch Einführung der Drosselkombination, bei der die lineare Teildrossel ausschließlich im Hinblick auf die bei Nennbelastung Oberwellenstrombegrenzungvausgelegt werden kann und bei der die stark nichtllneare Teildrossel im Sinne einer Reduzierung der Lückgrenze wirkt, wird vorteilhafterweise erreicht, daß im Teillastbereich die Steuerkennlinien infolge des einsetzenden Lückbereichs erst unter einer Grenze von etwa 2 Prozent des Nennstroms abknicken. Die übliche Vorlast am Verbraucher kann dadurch auf Werte von unter 1 Prozent reduziert werden. Die Erfindung erschöpft sich also nicht in dem Zufügen einer (an sich bekannten) linearen weiteren Drossel zur vorhandenen Sättigungsdrossel, sondern läßt vielmehr auch vorteilhafterweise den Ersatz der Sättigungsdrossel durch eine Teildrossel zu, die einen weit stärkeren Sättigungsknick aufweisen kann. Auf diese Weise ist das Induktivitätsvariationsverhältnis so gut, daß eine deutliche Dynamikverbesserung eintritt.By introducing the throttle combination, in which the linear partial throttle designed exclusively with regard to the harmonic current limitation at nominal load can be and in which the strongly non-linear partial throttle in the sense of a reduction the gap limit acts, it is advantageously achieved that in the partial load range As a result of the gap area that occurs, control characteristics are only below a limit of Bend about 2 percent of the rated current. The usual preload on the consumer can this can be reduced to values below 1 percent. The invention exhausted thus not in the addition of a (known per se) linear additional throttle to the existing saturation choke, but can also be advantageous the replacement of the saturation choke by a partial choke, which is a far more powerful one May have saturation kink. This is how the inductance variation ratio is so good that there is a significant improvement in dynamics.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gleichstromversorgunqsgeräts nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous refinements of the DC power supply device according to of the invention are characterized in the subclaims.

An Hand eines als Prinzipschaltbild in der ZeXchnVngsfigur dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Gleichstromversorgung nach der Erfindung nachfolgend erläutert werden.On the basis of one shown as a basic circuit diagram in the drawing figure Embodiment is the DC power supply according to the invention below explained.

Ein eine Vorlast aufweisender ohmscher Verbraucher V wird aus einem Wechselspannungsnetz über einen Gleichrichter G gespeist. Der Gleichrichter G besteht aus (nicht gezeigten) Thyristoren, die entsprechend den gewünschten Lastverhältnissen beim Verbraucher V in ihrer Stromführungsdauer geregelt sind.An ohmic consumer V which has a preload becomes a AC voltage network fed through a rectifier G. The rectifier G consists from (not shown) thyristors, which correspond to the desired load conditions at consumer V are regulated in their current carrying time.

Gleichstromseitig ist der Gleichrichter mit einer Gleichspannungs-Siebkette versehen, die aus einem Kondensator C und zwei Teildrosseln Lt und L2 gebildet ist.On the DC side, the rectifier is equipped with a DC voltage filter chain provided, which is formed from a capacitor C and two partial chokes Lt and L2.

Die Teildrossel Lt weist eine lineare Kennlinie auf und dient ausschließlich der Oberwellenstrombegrenzung.The partial throttle Lt has a linear characteristic and is used exclusively the harmonic current limitation.

Die zweite Teildrossel besitzt stark nichtlineares Verhalten. Sie enthält keinen Luftspalt und weist ein Kernmaterial mit einem ausgeprägten Sättigungsknick auf. Damit läßt sich im Bereich geringer Teilbelastung des Gleichrichters G durch den Verbraucher V die Lückgrenze stark reduzieren. Die sonst im Lückbereich auftretende schlechte Dynamik der Gleichstromversorgung ist erst im Teillastbereich von Werten unter 2Prozent des Nennstroms von Bedeutung.The second partial throttle has a strongly non-linear behavior. she contains no air gap and has a core material with a pronounced saturation kink on. This allows the rectifier G to pass through in the area of low partial load the consumer V greatly reduce the gap limit. The one that otherwise occurs in the gap area poor dynamics of the direct current supply is only in the partial load range of values below 2 percent of the nominal current is important.

Claims

Thyristor controlled rectifier with good dynamic behavior at partial load claims Mains-fed, thyristor-regulated DC power supply unit with a DC-side choke, characterized by a division of the choke into a partial throttle (L1) with a linear characteristic and a partial throttle (L2) with strong non-linear behavior.

2. DC power supply device according to claim 1, characterized in that that the partial throttle (L2) with strongly non-linear behavior without an air gap is a core material with a pronounced saturation kink.

3. DC power supply according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the two parts throttle (L1, L2) in their performance are designed the same.